ghc/tests/programs/barton-mangler-bug/Basic.hs

   1 {-# OPTIONS -H12m #-}
   2
   3 module Basic where
   4 import TypesettingTricks
   5 import Physical
   6 --import GHC( (->) )
   7 infixr 7 |>
   8 class Signal s where
   9   mapSignal:: (Physical a, Physical b) => (s a b) -> a -> b
  10   mapSigList:: (Physical a, Physical b) => (s a b) -> [a] -> [b]
  11   toSig:: (Physical a, Physical b) => (s a b) -> SignalRep a b
  12   mapSignal = mapSignal . toSig
  13   mapSigList = map . mapSignal
  14   toSig = FunctionRep . mapSignal
  15 instance Signal (->) where
  16   mapSignal f = f
  17   toSig = FunctionRep
  18 data {- (Physical a, Physical b) => -} SignalRep a b =
  19    FunctionRep (a -> b) |
  20    PieceContRep (PieceCont a b)
  21
  22 instance Eq (SignalRep a b) where
  23   (==) a b = error "No equality for SignalRep"
  24
  25 instance Show (SignalRep a b) where
  26   show sr = error "No show for SignalRep"
  27
  28 instance Signal SignalRep where
  29   mapSignal (FunctionRep f) = mapSignal f
  30   mapSignal (PieceContRep f) = mapSignal f
  31   mapSigList (FunctionRep f) = mapSigList f
  32   mapSigList (PieceContRep f) = mapSigList f
  33   toSig = id
  34 instance (Physical a, Physical b) => Eq (a -> b) where
  35   a == b = error "Attempt to apply equality to functions"
  36 binop:: (Physical a, Physical b) => (Float -> Float -> Float) ->
  37                                     (a -> b) -> (a -> b) -> a -> b
  38 binop op f g t = toPhysical ((fromPhysical (f t)) `op` (fromPhysical (g t)))
  39 unop:: (Physical a, Physical b ) => (Float -> Float) ->
  40                                     (a -> b) -> a -> b
  41 unop op f t = toPhysical (op (fromPhysical (f t)))
  42 instance (Physical a, Physical b) => Num (SignalRep a b) where
  43   f + g = FunctionRep (binop (+) (mapSignal f) (mapSignal g))
  44   f * g = FunctionRep (binop (*) (mapSignal f) (mapSignal g))
  45   negate f = FunctionRep (unop negate (mapSignal f))
  46   abs f = FunctionRep (unop abs (mapSignal f))
  47   signum f = FunctionRep (unop abs (mapSignal f))
  48   fromInteger i = FunctionRep (\t -> toPhysical (fromInteger i))
  49   fromInt i = FunctionRep (\t -> toPhysical (fromInt i))
  50 instance (Physical a, Physical b) =>
  51          Fractional (SignalRep a b) where
  52   f / g = FunctionRep (binop (/) (mapSignal f) (mapSignal g))
  53   fromRational r = FunctionRep (\t -> (toPhysical (fromRational r)))
  54 instance (Physical a, Physical b) =>
  55           Floating (SignalRep a b) where
  56   pi = FunctionRep (\t -> (toPhysical pi))
  57   exp   f = FunctionRep (unop exp (mapSignal f))
  58   log   f = FunctionRep (unop log (mapSignal f))
  59   sin   f = FunctionRep (unop sin (mapSignal f))
  60   cos   f = FunctionRep (unop cos (mapSignal f))
  61   asin  f = FunctionRep (unop asin (mapSignal f))
  62   acos  f = FunctionRep (unop acos (mapSignal f))
  63   atan  f = FunctionRep (unop atan (mapSignal f))
  64   sinh  f = FunctionRep (unop sinh (mapSignal f))
  65   cosh  f = FunctionRep (unop cosh (mapSignal f))
  66   asinh f = FunctionRep (unop asinh (mapSignal f))
  67   acosh f = FunctionRep (unop acosh (mapSignal f))
  68   atanh f = FunctionRep (unop atanh (mapSignal f))
  69 data Event =
  70   TimeEvent Float |
  71   FunctionEvent (Float -> Bool) |
  72   BurstEvent Int Event
  73
  74 instance Show Event where
  75   show (TimeEvent f) = "TimeEvent " ++ show f
  76   show (FunctionEvent _) = "FunctionEvent"
  77   show (BurstEvent i e)  = "BurstEvent " ++ show i ++ " " ++ show e
  78
  79 instance Eq Event where
  80   (TimeEvent x) == (TimeEvent y) = x == y
  81   (BurstEvent i e) == (BurstEvent i' e') = (i' == i) && (e' == e)
  82 eventOccurs:: Event -> Float -> Float
  83 eventOccurs (TimeEvent t) x = if x < t then x else t
  84 eventOccurs (FunctionEvent f) x = stepEval f x
  85 eventOccurs (BurstEvent i e) x =
  86           if i == 1 then
  87             eventOccurs e x
  88           else
  89             eventOccurs (BurstEvent (i-1) e) ((eventOccurs e x) + eventEps x)
  90 stepEval:: (Float -> Bool) -> Float -> Float
  91 stepEval f x = if f x then x else stepEval f (x + eventEps x)
  92 data ZeroIndicator = LocalZero | GlobalZero deriving (Eq, Show)
  93 data {- (Physical a, Physical b) => -} FunctionWindow a b =
  94      Window ZeroIndicator Event (SignalRep a b)
  95      deriving (Eq, Show)
  96 data PieceCont a b = Windows [FunctionWindow a b]
  97      deriving (Eq, Show)
  98 instance Signal PieceCont where
  99   mapSignal (Windows []) t = toPhysical 0.0
 100   mapSignal (Windows wl) t = (mapSignal s) (toPhysical t')
 101       where (t', (Window z e s), wl') = getWindow 0.0 (fromPhysical t) wl
 102   toSig = PieceContRep
 103 getWindow:: (Physical a, Physical b) =>
 104             Float -> Float -> [ FunctionWindow a b ] ->
 105             (Float, FunctionWindow a b, [ FunctionWindow a b ])
 106 getWindow st t [] = (t, Window LocalZero e f, [])
 107                     where e = TimeEvent (realmul 2 t)
 108                           f = FunctionRep (\t -> toPhysical 0.0)
 109 getWindow st t (w:wl) = if t' <= wt then (t',w,w:wl)
 110                         else getWindow (st+wt) t wl
 111     where wt = eventOccurs e t'
 112           (Window z e s) = w
 113           t' = if z == LocalZero then t-st else t
 114 (|>) :: (Physical a, Physical b) => FunctionWindow a b ->
 115         PieceCont a b -> PieceCont a b
 116 w |> (Windows wl) = Windows (w:wl)
 117 nullWindow = Windows []
 118 cycleWindows:: (Physical a, Physical b) =>
 119                 PieceCont a b -> PieceCont a b
 120 cycleWindows (Windows wl) = Windows (cycle wl)
 121 constant:: (Physical a, Physical b) => b -> SignalRep a b
 122 constant x = FunctionRep (\t -> x)
 123 linear:: (Physical a, Physical b) => Float -> b -> SignalRep a b
 124 linear m b  = FunctionRep (\x -> toPhysical (realmul m (fromPhysical x) + (fromPhysical b)))
 125 sine:: (Physical a, Physical b) =>
 126        b -> Frequency -> Float -> SignalRep a b
 127 sine mag omeg phase = FunctionRep (\x -> toPhysical (realmul (fromPhysical mag) (sin (realmul (realmul (realmul 2 pi) (fromPhysical omeg)) (fromPhysical x) + phase))))
 128 waveform:: (Physical a, Physical b) => a -> [b] -> SignalRep a b
 129 waveform samp ampls =
 130   let stepSlope y y' = realdiv ((fromPhysical y') - (fromPhysical y)) (fromPhysical samp)
 131       makeWin (v,v') = Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical samp))
 132                        (linear (stepSlope v v') v)
 133       points = cycle ampls
 134   in PieceContRep (Windows (map makeWin (zip points (tail points))))
 135 random:: (Physical a, Physical b) =>
 136          Integer -> a -> SignalRep a b
 137 random i s = waveform s (map toPhysical (rand i))
 138 ramp:: (Physical a, Physical b) => a -> b -> SignalRep a b
 139 ramp per v =
 140   let sig = linear (realdiv (fromPhysical v) (fromPhysical per)) (toPhysical 0.0)
 141   in PieceContRep (Windows (cycle ([Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical per)) sig ])))
 142 triangle:: (Physical a, Physical b) => a -> b -> SignalRep a b
 143 triangle per v =
 144   let sl = realmul 2.0 (realdiv (fromPhysical v) (fromPhysical per))
 145       qper = realdiv (fromPhysical v) 4.0
 146       wins =  (Window LocalZero (TimeEvent qper) (linear sl (toPhysical 0.0))) |>
 147               (Window LocalZero (TimeEvent (realmul 2.0 qper)) (linear (- sl) v)) |>
 148               (Window LocalZero (TimeEvent qper) (linear sl (toPhysical (- (fromPhysical v))))) |>
 149                nullWindow
 150   in PieceContRep (cycleWindows wins)
 151 step:: (Physical a, Physical b) => a -> b -> SignalRep a b
 152 step tr lvl = FunctionRep (\t -> if (fromPhysical t) < (fromPhysical tr) then (toPhysical 0.0) else lvl)
 153 square:: (Physical a, Physical b) => a -> b -> SignalRep a b
 154 square per lvl =
 155   let trans = realdiv (fromPhysical per) 2.0
 156       nlvl = asTypeOf (toPhysical (- (fromPhysical lvl))) lvl
 157       f t = if (fromPhysical t) < trans then lvl else nlvl
 158       wins = Windows [Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical per)) (FunctionRep f)]
 159   in PieceContRep (cycleWindows wins)
 160 pulse:: (Physical a, Physical b) => a -> a -> b -> SignalRep a b
 161 pulse st wid lvl =
 162   let tr = (fromPhysical st) + (fromPhysical wid)
 163       f t = if (fromPhysical t) < (fromPhysical st) then (toPhysical 0.0)
 164             else if (fromPhysical t) < tr then lvl else (toPhysical 0.0)
 165   in FunctionRep f
 166 trap:: (Physical a, Physical b) => a -> a -> a -> a -> b ->
 167                                    SignalRep a b
 168 trap st r wid f lvl =
 169   let stepSlope y y' t = realdiv (y' -  y) (fromPhysical t)
 170       bigwin = realmul 10000000 ((fromPhysical st) + (fromPhysical wid))
 171       wins = Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical st)) (constant (toPhysical 0.0)) |>
 172              Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical r)) (linear (stepSlope 0.0 (fromPhysical lvl) r) (toPhysical 0.0)) |>
 173              Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical wid)) (constant lvl) |>
 174              Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical f)) (linear (stepSlope (fromPhysical lvl) 0.0 f) lvl) |>
 175              Window LocalZero (TimeEvent bigwin) (constant (toPhysical 0.0)) |>
 176              nullWindow
 177   in PieceContRep wins
 178 expc:: (Physical a, Physical b) => Float -> SignalRep a b
 179 expc damp = FunctionRep (\t -> toPhysical (exp (- (realmul (fromPhysical t) damp))))
 180 data {- (Physical indep, Physical dep) => -} BasicSignal indep dep =
 181     Overshoot {start_delay::indep,
 182                pulse_width::indep,
 183                ringing::dep,
 184                oscillation::Frequency,
 185                damp_fac::Float}
 186   | Pulse_dc {start_delay::indep,
 187               pulse_width::indep,
 188               rise_time::indep,
 189               fall_time::indep,
 190               period::indep,
 191               dc_offset::dep,
 192               amplitude::dep,
 193               over::BasicSignal indep dep,
 194               under::BasicSignal indep dep}
 195   | Pulse_ac {start_delay::indep,
 196               pulse_width::indep,
 197               period::indep,
 198               dc_offset::dep,
 199               amplitude::dep,
 200               frequency::Frequency,
 201               phase::Float}
 202   deriving (Eq, Show)
 203
 204 data {- (Eq a, Eq b) => -} Foo a b = Foo { x :: a, y :: b}
 205
 206 foo :: (Eq a, Eq b) => Foo a b
 207 foo = Foo{}
 208
 209 {-
 210 overshoot:: (Physical a, Physical b) => BasicSignal a b
 211 overshoot = Overshoot{}
 212 pulse_dc:: (Physical a, Physical b) => BasicSignal a b
 213 pulse_dc = Pulse_dc {over = Overshoot{start_delay=toPhysical 0.0,
 214                                             ringing=(toPhysical 0.0),
 215                                             oscillation=toPhysical 1.0,
 216                                             damp_fac=1.0},
 217                      under = Overshoot{start_delay=toPhysical 0.0,
 218                                              ringing=(toPhysical 0.0),
 219                                              oscillation=toPhysical 1.0,
 220                                              damp_fac=1.0},
 221                      start_delay = toPhysical 0.0,
 222                      dc_offset = toPhysical 0.0}
 223
 224 pulse_ac:: (Physical a, Physical b) => BasicSignal a b
 225 pulse_ac = Pulse_ac {dc_offset = toPhysical 0.0,
 226                      amplitude = toPhysical 0.0}
 227 -}
 228
 229 makeWin:: (Physical a, Physical b) => a -> a ->
 230            SignalRep a b -> SignalRep a b
 231 makeWin st wid sig =
 232   let wins = Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical st)) (constant (toPhysical 0.0)) |>
 233              Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical wid)) sig |>
 234              nullWindow
 235   in PieceContRep wins
 236 instance Signal BasicSignal where
 237   toSig (Overshoot start_delay pulse_width ringing oscillation damp_fac) =
 238     let ring = sine ringing oscillation 0.0
 239         cond = asTypeOf (expc damp_fac) ring
 240         sig = temp ring cond
 241         temp:: (Physical a, Physical b) => SignalRep a b ->
 242                 SignalRep a b -> SignalRep a b
 243         temp f g = FunctionRep (binop (*) (mapSignal f) (mapSignal g))
 244 --        temp f g = f * g
 245 --        temp f g = asTypeOf (f * g) ring
 246         wins = Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical start_delay)) (constant (toPhysical 0.0)) |>
 247                Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical pulse_width)) sig |>
 248                nullWindow
 249     in PieceContRep wins
 250   toSig Pulse_dc{ start_delay = start_delay
 251                 , rise_time   = rise_time
 252                 , pulse_width = pulse_width
 253                 , fall_time   = fall_time
 254                 , dc_offset   = dc_offset
 255                 , period      = period
 256                 , amplitude   = amplitude
 257                 , over        = over
 258                 , under       = under
 259                 } =
 260     let pul = trap start_delay rise_time pulse_width fall_time amplitude
 261         so = toPhysical ((fromPhysical start_delay) + (fromPhysical rise_time))
 262         su = toPhysical ((fromPhysical so) + (fromPhysical pulse_width) + (fromPhysical fall_time))
 263         oversh = toSig over{start_delay=so}
 264         undersh = toSig under{start_delay=su}
 265         off = constant dc_offset
 266         temp:: (Physical a, Physical b) => SignalRep a b ->
 267                 SignalRep a b -> SignalRep a b
 268         temp f g = FunctionRep (binop (+) (mapSignal f) (mapSignal g))
 269         sig = temp (temp (temp pul oversh) undersh) off
 270         wins = (Window LocalZero (TimeEvent (fromPhysical period)) sig) |>
 271                 nullWindow
 272     in PieceContRep (cycleWindows wins)
 273 sumSig:: (Physical a, Physical b, Signal s, Signal s') =>
 274          (s a b) -> (s' a b) -> SignalRep a b
 275 sumSig f f' =
 276    let s1 t = fromPhysical (mapSignal f t)
 277        s2 t = fromPhysical (mapSignal f' t)
 278    in FunctionRep (\t -> toPhysical ((s1 t) + (s2 t)))
 279 mulSig:: (Physical a, Physical b, Signal s, Signal s') =>
 280          (s a b) -> (s' a b) -> SignalRep a b
 281 mulSig f f' =
 282    let f1 t = fromPhysical (mapSignal f t)
 283        f2 t = fromPhysical (mapSignal f' t)
 284    in FunctionRep (\t -> toPhysical ((f1 t) * (f2 t)))
 285
 286 eventEps:: Float -> Float
 287 eventEps x = let eps = realdiv x 1000 in if 0.01 < eps then 0.01 else eps